卒中后运动控制的结构储备依赖性皮层重路由

结构性的皮层-皮层连接对于卒中后运动恢复至关重要，未受损的纤维束可能作为功能重组的结构储备。然而，结构储备如何促进功能网络配置的改变以改善卒中后运动控制的机制仍不清楚。在此，我们评估了结构性连接（扩散频谱成像）和有效性连接（基于功能性MRI的动态因果建模），以研究结构储备如何指导上肢运动控制的运动网络重组。皮层-皮层结构储备的具体特征与不同的功能网络配置模式相关：同侧半球初级运动皮层与运动前区之间的有限结构储备与通过病变对侧初级运动皮层的运动指令的跨半球重路由相关，特别是在同侧皮层脊髓束完整性较低时。相反，同侧初级运动皮层与对侧运动前区之间的有限半球间结构储备与通过同侧运动前区的半球内重路由相关，尤其是在皮层脊髓束残余完整性较高的患者中。尽管这两种替代通路都可能允许绕过源自同侧初级运动皮层的受损皮层脊髓束纤维，我们观察到明确的行为分离：在实质性恢复的患者中，增强的半球内重路由指示更好的手部功能，反映了有益的重组。相反，跨半球重路由与麻痹手臂的显著运动障碍相关，主要见于非实质性恢复的患者，这与任务特异性适应不良的重组一致。我们的发现强调，运动网络可用的结构储备通过预先决定运动指令主要在半球内还是半球间重路由，从而关键地塑造功能网络重组，并对运动恢复产生不同影响。除了有助于调和先前关于对侧初级运动皮层作用的矛盾解释外，我们的结果强调，在未来的治疗策略中应考虑个体水平的结构性运动网络储备，以增强卒中后运动恢复。